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电池知识(二)
 
来源:中国电子废料网        发稿时间:2010-07-09 10:45:45        发稿编辑:幻境
  8.镍氢电池的电化学原理是什么?

  镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液,镍氢电池充电时,正极发生反应如下:

  Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O

  负极反应:MHn + ne → M + n/2H2

  放电时,正极:NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH-

  负极:M + n/2H2 → MHn + ne

  9.锂离子电池的电化学原理是什么?

  锂离子电池正极主要成分为LiCoO2,负极主要为C,充电时,

  正极反应: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 6

  负极反应: C + xLi+ + xe- → CLix

  电池总反应: LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix

  放电时发生上述反应的逆反应。

  10.什么是过充电,对电池性能有何影响?

  过充电是指电池经一定充电过程充满电后,再继续充电的行为,对Ni-Cd电池,过充电产生如下反应:

  正极:4OH- - 4e → 2H2O + O2↑; ①

  负极:2Cd + O2 → 2CdO ②

  由于在设计时负极容量比正极容量要高,因此正极产生的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合,故一般情况下电池的内压不会有明显升高,但如果充电电流过大,或充电时间过长,产生的氧气来不及被消耗,就可能造成内压升高,电池变形、漏液等不良现象。同时,其电性能也会显著降低。

  11.什么是过放电,对电池性能有何影响?

  电池放完内部储存的电量,电压达到一定值后,继续放电就会造成过放电,通常根据放电电流来确定放电截止电压,0.2C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支。电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放或反复过放,对电池影响更大,一般而言,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,容量也会有明显衰减。

  12.什么是电池的内阻,怎样测量?

  测试方法利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000HZ,50 mA的恒定电流,对其电压采样、整流、滤波等一系列处理,从而精确地测量其阻值。电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内阻值。

  13.充电的控制方法有哪些?

  为了防止电池过充,需要对充电终点进行控制,当电池充满时,会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点,一般有以下六种方法来防止电池被过充:

  1) 峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点;

  控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点;

  3) △T控制:电池充满电时,温度与环境温度之差会达到最大;

  4) -△V控制:当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值;

  5) 计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制;

  6) TCO控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电,因此当电池温度升高60℃时,应当停止充电。

  14.什么是充电效率?

  指电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的电池容量的比值,它可按照以下公式计算:

  (放电电流 * 放电至截止电压的时间)

  (充电电流 * 充电时间)

  充电效率=

  输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态,部分消耗在副反应上来产生氧气,充电效率受到充电速率和环境温度的影响,充电时充电电流必须在一定范围内,电流太小或太大充电效率都很低,由于电池还存在自放电,致使电池无法充满电。

  15.什么是电池的容量?

  指在一定放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC标准规定镍镉和镍氢电池在20℃±5℃环境下,以0.1C充电16小时后以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,以C5表示。而对于锂离子电池,则规定在常温、恒定(1C)—恒压(4.2V)控制的充电条件下充电3 h,再以0.2C放电至2.75V时所放出的电量为其额定容量,电池容量的单位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh。